引言

通过对2023年夏季(6—8月，下同)北半球大气环流特征进行总结，分析描述了我国近海海域大气环流的特点和逐月演变过程，概括总结了夏季主要的热带气旋、海上大风、海雾、海浪和海面温度等海洋天气现象和过程。其中重点分析了2023年夏季在西北太平洋和南海生成的热带气旋对我国的影响。此外，还对全球其他海域的热带气旋活动进行了统计分析。本文使用多种来源数据，包括常规地面气象观测数据、葵花9号气象卫星数据、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)第五代大气再分析数据(ECMWF Reanalysis v5，ERA5)、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)最优插值海面温度(Optimum Interpolation Sea Surface Temperature，OISST)数据v2.0(分辨率为0.25°×0.25°)、中央气象台实时台风路径和强度数据等。文中提到的大风、海雾、大浪等的统计标准同文献[1-5]。

1 环流特征与演变 1.1 环流特征

由2023年夏季500 hPa平均位势高度(图 1a)可以看出，北半球极涡呈偶极型分布(图 1a)，其中一个极涡中心(84°N，145°E)位于新西伯利亚群岛以北的北冰洋洋面上，接近北极点，中心附近位势高度约为542 dagpm，与常年(1991—2020年，下同)平均相比呈-1.4 dagpm的弱负距平；另一个极涡中心(71°N，70°W)位于格陵兰岛以西的巴芬岛附近，中心附近位势高度约为547 dagpm，与常年平均相比呈0.7 dagpm的弱正距平。夏季500 hPa位势高度距平场上北极地区正距平占主导，表明极涡较常年平均明显偏弱(图 1b)。2023年夏季北半球中高纬度西风带呈4波型分布，欧亚大陆槽脊位置与常年平均相近。夏季，西北太平洋副热带高压(以下简称“副高”)位置显著偏西，略偏南，强度偏强。588 dagpm等位势高度线(以下简称“588线”)覆盖范围显著变大，西脊点位置由常年平均的25°N、133°E西伸南落至22°N、117°E，偏西约16经度，偏南约3纬度。副高主体中心呈3 dagpm的正距平。

1.2 环流演变对我国近海天气的影响

6月，欧亚大陆和西北太平洋海域的中高纬度500 hPa平均位势高度场呈现“两槽一脊”型(图 2a)形态，槽脊形态与常年平均相近。西西伯利亚平原呈-8 dagpm的负距平。东亚大槽位于120°~130°E，强度比常年略偏强，西太平洋副高偏强，范围偏大。在平均海平面气压场(图 2b)上，低压中心位于西西伯利亚平原，与中高纬度500 hPa西侧大槽相对应，中心气压值小于1 005 hPa，表现为负距平。海平面气压距平场在东亚大槽对应的位置处呈负距平，在副高主体处以正距平为主，因此在我国近海，东西向海平面气压梯度较常年增加。6月上中旬西北太平洋有2个编号的热带气旋活动，分别是生成于5月的2302号台风“玛娃”和生成于6月的2303号台风“古超”。2个台风都在6月上旬受副高引导西行北上，之后相继汇入中纬度西风带，在125°~130°E之间向东北方向转向前进。

7月，500 hPa中高纬欧亚大陆和西北太平洋呈纬向型、多波型的环流形势(图 3a)，50°N以南位势高度呈正距平，以北以负距平为主，这种形势下极地冷空气难以南下。在中低纬度，副高依然强度偏强、范围偏大。海平面气压和气压距平分布与6月相似。20°N以南的低纬度太平洋海平面气压以负距平为主(图 3b)，且负距平范围相较6月略有增大，表明相应海域热带对流活动较为活跃。在140°E以西的太平洋和南海区域，588 dagpm线南界明显北抬并且呈西北—东南走向。与之相应的，2304号台风“泰利”和2305号台风“杜苏芮”受副高引导在7月生成后西北行，相继登陆我国华南地区。

8月，欧亚大陆和西北太平洋中高纬500 hPa位势高度场环流经向度增加，阻塞形势发展(图 4a)。乌拉尔山附近的高压脊较常年同期偏强，北极地区位势高度较常年偏高，新地岛附近有12 dagpm的位势高度正距平中心。副高相比7月显著东退，脊线位置显著偏北，我国东部近海至日本以南洋面一带呈位势高度弱负距平，表明该区域西太平洋副高强度偏弱，这与8月该区域热带气旋活跃相关。另外，副高的东退北抬也使其对台风向北移动的引导增强，8月北上台风相比7月明显增多。8月西北太平洋热带气旋生成个数略超过常年平均，强度显著偏强。表现在海平面气压场距平上，我国中东部地区、我国近海以及10°N以北、160°E以西的太平洋海平面气压较常年平均偏低(图 4b)。

2 我国近海天气分析

2023年夏季共有6次大风过程，其中5次受台风影响，1次受入海江淮气旋影响；出现3次明显海雾过程；生成台风10个，其中2个在我国沿海登陆。

2.1 大风过程 2.1.1 概况

2023年夏季，我国近海出现6次8级及以上大风过程，其中5次由台风活动引起，1次由入海江淮气旋引发(表 1)。6月，台风活跃程度相对较低。台风“玛娃”于6月初在巴士海峡以东转向偏北—东北方向，外围环流影响我国近海海区。相比2023年夏季其他台风大风，“玛娃”影响范围和风力均较小。7月，台风“泰利”和“杜苏芮”相继影响我国南部和东南部海区，为我国南部海域和东南部海域带来大范围9级以上大风。8月初，台风“卡努”先在东海南部近海停滞，而后两次转向，最后登陆韩国，在此过程中给东海带来长时间大范围9级以上大风。台风“苏拉”8月末进入巴士海峡和南海，9月初登陆广东，给南海北部海域、巴士海峡带来大范围9级以上大风。

2.1.2 8月1—6日台风大风过程

8月1—6日台风大风过程由2023年第6号台风“卡努”引发。“卡努”于7月28日02时(北京时，下同)在西北太平洋上生成，生成后向西北方向移动。7月30日02时—31日14时经历了快速加强过程，由强热带风暴级加强为超强台风级，最大24 h强度变化为15 m ·s^-1。此后，“卡努”移动路径发生了两次大角度的转向过程：8月3—4日在东海南部停滞后转向偏东方向移动，8月7—8日在琉球群岛以东洋面停滞然后转向北偏西方向。“卡努”于8月10日10时前后以强热带风暴级(28 m ·s^-1，975 hPa)在韩国庆尚南道沿海登陆，自南向北纵向穿过朝鲜半岛，8月11日17时前后“卡努”进入黄海北部，21时前后以热带低压(12 m ·s^-1，1 000 hPa)形式在辽宁庄河再次登陆，之后强度迅速减弱。中央气象台于12日02时对其停止编号(图 5)。

台风“卡努”的生命史长达15 d，远高于西北太平洋台风6.2 d的平均生命史，在东海的路径停滞致使其在东海南部停留大约87 h。第二次停滞转向后，“卡努”中心经过东海东北部，在东海东北部海域内经历约24 h。受“卡努”影响，8月1—6日，东海南部和东北部出现8~10级大风(图 6a)，台风中心附近海域风力为11~16级，阵风17级以上(图 6b)；8—10日，东海东北部出现7~9级大风，台风中心附近海域风力为10~11级、阵风12~13级。“卡努”路径的两次停滞和大角度的转折，伴随着的是较大的预报不确定性，也对海上航运和沿海省(市)灾害防御提出了挑战。

2.2 海雾过程 2.2.1 概况

2023年6月我国近海出现3次明显的海雾过程，7—8月无大面积海雾过程(表 2)。5月底至6月初在台风“玛娃”外围的东海和黄海出现能见度不足1 km的大雾，6月6—9日，来自南方的暖湿气流平流到黄海的冷海面上，逐渐冷却，水汽凝结，出现2次大雾过程。这两次大雾过程成因相似，以下以6—7日过程为例进行分析说明。

2.2.2 6月6—7日海雾过程分析

6月6—7日，黄海出现了能见度不足1 km的大雾天气。葵花9号卫星的红外通道及海雾人工智能(artificial intelligence, AI)反演结果表明，6日20时，黄海东北部和中东部、朝鲜沿岸出现了大片海雾，黄海南部、东海北部也出现了零散的海雾(图 7a、b)。另外，山东半岛及附近海域有低云(图 7a)，由地面观测可见，该处有3~5 km能见度的轻雾(图 7c)。之后，雾区向北推进向西扩展，7日02时，北侧雾区位于黄海东北部、辽东半岛东部沿岸，山东半岛被中云覆盖，由地面观测可知，成山头附近也有能见度不足500 m的大雾，云图中受该处中低云影响，AI反演未能正确识别。另外，东海北部雾区范围扩大(图略)。7日凌晨至上午，北侧雾区继续向西扩展，上午08时，黄海北部被雾区遮盖(图 7d、e)，成山头附近能见度小于100 m(图 7f)，南侧雾区北进至黄海南部，呈分散的小片状分布。随后，海雾由发展维持阶段进入减弱阶段。7日14时，随着雾区向北移动，原先位于黄海北部的雾区大部分进入辽东半岛陆地后消散，成山头附近能见度变好，转为轻雾；南侧雾区北进至黄海中东部和东南部，AI反演方法将其识别为低云与分散的海雾的混合体。7日20时，海雾逐渐消散，但沿海观测站仍有轻雾。

大气低层逆温层的建立对于海雾的发展和维持至关重要，逆温层会抑制其下对流的发展，防止高空的低熵空气与低层混合，从而有助于维持低层大气比湿，为水汽凝结成雾创造基础^[6-7]。由于黄海东岸和成山头附近海域在云图中海雾形态差异较大，因此分别选取我国成山头和朝鲜半岛西岸近海白翎岛的探空数据，代表黄海东岸和西岸大气层结状态进行讨论。

6日夜间，成山头和白翎岛大气层结相似，950 hPa以下有浅薄的逆温，逆温幅度为2~3 ℃，逆温层以下大气接近饱和(图 8a、b)。成山头和白翎岛附近海面的气海温差(2 m气温与其对应的海面温度之差)为1~2 ℃(图 9a)，有利于成雾。由于气海温差大加之天空无云层遮蔽，因此海气界面的感热交换、湍流和低层大气夜间长波辐射都会使海面附近大气降温，导致气温向海面温度趋近；另一方面，地面附近风向为西南风，850 hPa风向转为偏西风，850 hPa以下风向随高度顺转，表明相应高度上存在暖平流，温度平流会使850 hPa以下的低层大气升温(图 8a、b)，最终的结果是使850 hPa以下，上层升温，低层降温。因此，7日早晨两站逆温均进一步增大，为5~6 ℃(图 8c、d)。同时由于低层平流增温效果较降温效果更强，黄海中部的气海温差进一步增大到1~3 ℃。然而黄海北部气海温差相对较小，为-0.5~1 ℃(图 9b)。有研究表明，海雾成雾时，气温会明显下降，气海温差减小^[8]。7日08时，黄海北部气海温差小于1 ℃的区域与卫星云图中雾区基本重合。

值得注意的是，成山头站虽然逆温很强，但是逆温层厚度非常浅薄，逆温层顶仍然位于950 hPa以下(图 8c)，不利于海雾厚度的发展。白翎岛逆温层顶上升至大约925 hPa，925 hPa之下大气饱和，且偏南风的厚度增加，带来更充沛的水汽(图 8d)，因此层结条件更加有利于海雾的垂直发展和维持。从卫星红外云图上也可以明显看出，黄海北部自西向东海雾厚度存在显著差异：东部雾区红外亮温更低，表明雾顶高度更高，海雾厚度更厚。

2.3 热带气旋 2.3.1 西北太平洋和南海热带气旋概述

2023年夏季，西北太平洋和南海共有10个编号台风生成(表 3)，比常年(1991—2020年，下同)同期平均值偏少1.1个，其中：“多拉”最初生成自东北太平洋，为移入西北太平洋的台风。2023年夏季有2个台风登陆我国，其中：“泰利”于7月17日和18日先后以台风级强度(38 m ·s^-1)和强热带风暴级强度(25 m ·s^-1)登陆广东湛江和广西北海；“杜苏芮”于7月28日以强台风级(50 m ·s^-1)登陆福建晋江(图 10)。2023年夏季登陆台风个数比常年平均(4.7个)偏少2.7个。夏季10个台风的平均最大强度为46.3 m ·s^-1，比常年平均(36.1 m ·s^-1)偏强10.2 m ·s^-1；2个登陆台风平均登陆强度为44.0 m ·s^-1，比常年平均登陆强度(31.0 m ·s^-1)偏强13.0 m ·s^-1。

2.3.2 全球其他海域热带气旋概况

2023年夏季，除西北太平洋和南海之外的海域共有20个命名热带气旋生成(图 11)，其中北大西洋10个，东北太平洋9个，北印度洋1个，中北太平洋、南太平洋和南印度洋无命名热带气旋生成(表 4)。同常年同期相比，北大西洋比平均个数(4.9个)偏多5.1个，东太平洋比平均个数(9.8个)偏少0.8个，北印度洋比平均个数(0.6个)偏多0.4个。2023年夏季，南半球生成的热带气旋个数比常年平均生成个数偏少0.6个。

3 海洋概况 3.1 浪高

2023年夏季我国近海共有12次明显的2.0 m以上的大浪(以有效波高计，下同)过程(表 5)。在这些大浪过程里，7月下旬和8月上旬，台风“杜苏芮”和“卡努”引发的最大浪高超过9.0 m，6月上旬台风“古超”和8月下旬台风“苏拉”引起的最大浪高超过7.0 m，7月中旬台风“泰利”引起最大浪高超5.0 m。

6月，在我国近海，东海、巴士海峡、南海平均浪高为1.0~1.2 m。由于6月西北太平洋上大风主要由台风“古超”引起，因此海上1.5 m以上浪高主要出现在远海的菲律宾以东洋面、琉球群岛以东洋面、日本以南洋面，大浪区域与台风“古超”路径高度重合(图 12a)。7月，近海海区浪高相比6月有所增加。受台风“泰利”和“杜苏芮”影响，南海平均浪高为1.3~1.6 m，巴士海峡为1.5~1.8 m。受台风“卡努”影响，琉球群岛以南、巴士海峡和吕宋岛以东的洋面上平均浪高普遍超过1.8 m。另外，黄海和东海浪高也有所增加(图 12b)。8月，由于台风“卡努”在东海南部和琉球群岛附近长时间停滞，加上台风“兰恩”在日本以南洋面北上，东海东部、台湾以东和琉球群岛以东的海域平均浪高普遍超过2.0 m。相较7月，东海8月其他海域浪高也有显著增加，我国其余近海海区浪高较上月变化不大(图 12c)。

3.2 海面温度

2023年夏季，我国东部和北部近海海面温度逐月上升。6—8月，23°N以南的西北太平洋和南海月平均海面温度变化不大，温度维持在29 ℃以上(图 13)，其中在南海北部和中部、北部湾、琼州海峡、马来西亚和印度尼西亚附近海域有超过30 ℃的暖水海面。高海面温度有利于行至此处的台风强度加强或维持。台风“泰利”在广东近海强度加强为台风级并维持至登陆；“杜苏芮”在菲律宾以东快速加强为超强台风，之后强度长时间维持，略有减弱后在中国近海又再次加强为超强台风；“苏拉”在菲律宾以东近海强度快速加强，横穿巴士海峡至临近登陆前强度长时间维持在超强台风级，与南海、菲律宾近海的暖水区有密切关系。

在23°N以北的海域，6月，海面温度梯度最大的区域位于25°~30°N，由南向北海面温度从28 ℃迅速降低到22 ℃。黄海中部和南部海区海面温度为19°~22 ℃。渤海、渤海海峡、黄海北部海面被20 ℃以下的冷水团占据，其中渤海局部海域月平均海面温度低于16 ℃。当有偏南风暖湿气流北上，配合北部海区较低的海面温度，有利于海上平流雾的发生，这也是6月2次海雾过程的主要成因(图 13a)。7月，海面温度梯度大值区略有北抬，位于30°N附近。23°N以北海面显著升温，东海南部海面温度为28°~29 ℃，北方大部海域升温4 ℃左右(图 13b)。8月，东海北部、黄海、渤海、渤海海峡海面温度继续大幅度上升，黄海中部及以南的近海海区均被28 ℃以上的暖水占据，黄海北部、渤海、渤海海峡海面温度为24~28 ℃(图 13c)。

在海面温度距平场上，2023年夏季我国近海海区整体表现为0.5~1.5 ℃的正距平，其中北方海域沿海岸线附近海面温度显著偏高(2.5~3.5 ℃)(图 14)。6月，台湾以东洋面、琉球群岛附近洋面海面温度较常年平均偏低0.5~1.5 ℃，海面温度负距平区域与台风“玛娃”“古超”路径有很高吻合度，表明台风对于深层海水的搅动使该处海面温度降低(图 14a)。7月，我国近海海面温度距平比6月略有增高(图 14b)。8月，黄海海面温度显著高于常年平均，其中黄海东部有3.0~4.0 ℃的海面温度正距平(图 14c)。

4 小结

2023年夏季(6—8月)，北半球极涡呈偶极型分布，2个中心分别位于北极点10纬度以内的北冰洋上和格陵兰岛以西附近。整体而言极涡较常年平均明显偏弱。北半球中高纬度西风带呈4波型分布。欧亚大陆呈“两槽一脊”环流型，基本与常年平均相一致。夏季副高呈现偏西、略偏南的特点，副高主体强度较常年平均值偏强。588 dagpm线的范围显著增大，西脊点位置也向西南方偏移。6月，西北太平洋有2个台风活动，受副高引导在远海转向东北方向移动；7月，环流呈多波型，低纬度海平面气压负距平范围增大，副高北抬，受其引导2个台风登陆我国。8月环流经向度增加，副高东退北抬，西北太平洋热带气旋活跃，海平面气压较年均值偏低。具体天气总结如下。

(1) 我国近海在2023年夏季出现6次8级及以上大风过程，其中5次与台风活动相关，1次由入海江淮气旋引发。6月，台风“玛娃”影响范围较小，风力相对较弱。7月，台风“泰利”和“杜苏芮”相继影响我国南部和东南部海区，带来大范围9级以上大风。8月初，台风“卡努”停滞在东海南部，引发长时间大范围9级以上大风。8月末，台风“苏拉”在南海北部海域和巴士海峡带来大范围9级以上大风。

(2) 2023年夏季，我国近海出现3次明显的海雾过程，均出现在6月。6月初，东海和黄海受台风外围环流影响出现大雾；6月6—9日，我国北方海区受偏南暖湿气流叠加冷海面的影响，混合层逆温发展，近地层大气强烈降温，相继发生2次大雾过程。

(3) 西北太平洋和南海共有10个台风生成，生成台风数比常年平均偏少1.1个，“泰利”“杜苏芮”等2个台风登陆中国，登陆个数比常年平均偏少2.7个。夏季生成的10个台风的平均最大强度为46.3 m ·s^-1，比常年同期平均值偏强10.2 m ·s^-1，而2个登陆台风的平均登陆强度为44.0 m ·s^-1，比平均登陆强度偏强13.0 m ·s^-1。

(4) 2.0 m以上的大浪出现12次。西北太平洋和南海浪高大值区与台风路径联系密切。特别是8月，我国近海平均浪高显著增加，这主要是热带气旋频繁活跃所致。

(5) 2023年夏季，中国东部和北部近海海面温度逐月上升。南海和23°N以南的西北太平洋海域在6—8月保持海面温度在29 ℃以上。在23°N以北海域，6月海面温度梯度大、黄海南部温度低，有利于北方海域海雾生成。7、8月海面温度升高，整体呈正距平，沿岸海面温度显著偏高。另外，台风对深层海水的搅动导致其行经路径附近海面温度显著降低。